РОЗДІЛ 2
МЕТОДИЧНІ ОСНОВИ ГЕОІНФОРМАЦІЙНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ІК В ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ
2.1. Обґрунтування вибору масштабу картографічних матеріалів
Найбільш надійним картографічним матеріалом для створення ГІС - технологій інженерних комунікацій є плани знімань ІК. При виборі масштабу плану виходимо головним чином від повноти його змісту (передачі характерних точок згинів і зломів). Обґрунтування вибору оптимального масштабу розглянемо з врахуванням допуску на похибку функції кординат точок плану.
Якщо відома функція, яка дозволяє в математичній формі виразити рішення проектної задачі з використанням координат точок плану
де - параметри проектування
- координати точок по плану
тоді з врахуванням дисперсії функції
де li - результати вимірювань, точність яких характеризується середніми квадратичними похибками
- випадкові похідні функції
- коефіцієнт кореляції величини l1,lj ,
на основі формули (2.2) дисперсія функції буде мати такий вид:
Позначивши
і прийнявши до уваги умову формулу (2.3) покажемо у виді
де
Виразивши середні квадратичні похибки в метрах і враховуючи наближену рівність
де М - знаменник числового масштабу плану знімання ІК;
- розрахункова середня квадратична похибка координат контурної точки, яку по нашим даним можна прийняти 0,2 мм на плані;
рівність (2.7) назвемо "умовою кубічного кореня" (при М = 2000, 1000, 500),
формула (2.5) для планів знімань ІК в масштабах 1:500...1:2000 прийме такий вид:
Припустимо
де - допустима середня квадратична похибка згідно з вимогами ДБН (БНіП) щодо експлуатації ІК, яка показана функцією (2.1).
Припустимо і позначимо
З врахуванням формул (2.9-2.10) рівність (2.8) прийме такий вид:
Після рішення рівняння (2.11) відносно М, отримаємо
де Мр - розрахунковий знаменник числового масштабу плану знімання ІК.
Тоді вибір знаменника М0 оптимального стандартного масштабу плану знімання знайдемо, виходячи з мінімальних витрат, на основі умови
де М0 - близький до розрахункового знаменник стандартного масштабу плану знімання ІК.
На основі рівняння (2.11) з врахуванням формули (2.12) знайдемо розрахунковий знаменник числового масштабу:
Виведемо розрахункову формулу оптимального масштабу плану знімання ІК, виходячи з допустимої середньої квадратичної похибки визначення по плану віддалей між точками важливих контурів (капітальних будівель і споруд, характерних точок ІК) на забудованих територіях.
Так як , на процес вимірювання віддалей по плану між контурними точками не робить вплив похибка проектування , то приймемо середню квадратичну похибку
Виходячи із умови задачі , будемо мати
де - допустима середня квадратична похибка вимірювання віддалей по плану між близькорозташованими контурними точками.
Виходячи із умови оцінки точності розрахунку віддалей і направлень
для віддалей, виміряних по плану, будемо мати
Підставимо значення для F із формули (2.16) в формулу (2.14) і принявши значення автокореляції рівним отримаємо
Необхідно відмітити, що за формулою (2.17) розраховується знаменник Мр масштабу плану знімання забудованої території з інженерною інфраструктурою.
На основі формули (2.7) можна зробити висновок, що формула (2.17) робоча, коли
Згідно з експлуатаційними вимогами до ІК [35, 112-114]:
для промислової зони;
для середньої забудованої території з інженерною інфраструктурою;
для малозабудованої території.
Тоді за формулою (2.17)
,
,
.
Виходячи з формули (2.13), приймаємо: ,
, , які відповідають знаменникам стандартних масштабів планів знімань.
За територіальним дослідженням по м. Львову встановлено, що для геоінформаційного забезпечення картографічним матеріалом плани знімань М 1:200 становлять 14 % (промислова зона з інженерною інфраструктурою), плани знімань М 1:500 - 78 % (середня забудована територія з інженерною інфраструктурою), плани знімань М 1:2000 - 8 % (малозабудована територія).
Як видно із дослідження, плани знімань ІК М 1:500 є основними та відповідають експлуатаційним вимогам згідно з ДБН (БНіП).
Немає необхідності в дослідженнях повноти і точності плану для експлуатації інженерних комунікацій. Більш суттєве значення має перевірка достовірності. За дослідженнями [5, 22 ] середній термін їх служби складає 10-15 років для населених пунктів. Постає питання їх перевірки та корекції.
2.2. Обґрунтування точності топографо-геодезичних та картографічних матеріалів для ГІС ІК
Інженерні комунікації є прикладом взаємодії графічних, просторових, описових і атрибутивних даних.
Геоінформаційна система (ГІС) розробляється для того, щоб забезпечити засоби для роботи з такими даними. Інженерні комунікації невеликого населеного пункту і навіть одна його мережа - це дуже велика кількість даних із забезпеченням вимог до позиційної точності.
При складанні бази картографічних даних (БКД) інженерних комунікацій всі комунальні підприємства схильні до вибору базової картографічної основи - топографічних планів масштабу 1:500. При цьому найбільшу цінність дають топографічні плани підземних комунікацій цього ж масштабу та плани виконавчих знімань. За дослідженням [58] загальна похибка, обумовлена графічною точністю і масштабом копії топографічної основи, складає 0,64 мм, що в масштабі 1:500